基坑支護設計

1、永豐嘉園二組團總承包工程基坑支護、降水設計方案中國對外建設有限公司2014年12月10日目 錄一 工程概況2二 場地地質條件簡介2三 方案編制依據(jù)33.1 業(yè)主提供的資料33.2 規(guī)范規(guī)程及標準3四 基坑邊坡支護設計44.1 1-1剖面設計參數(shù)44.2 2-2剖面設計參數(shù)54.3 3-3剖面設計參數(shù)74.4 5#汽車坡道邊坡施工處理74.5 樁間處理74.6 樁頂外2m處理84.7 肥槽處理8五 基坑降水設計85.1方案的選擇原則及要求85.2方案選擇與設計85.3基坑側壁滲水的處理95.4基坑明溝排水處理105.5基坑明溝排水處理105.6抽排水系統(tǒng)設計10一 工程概況永豐嘉園2組團項目地處

2、北京海淀區(qū)，處于中關村發(fā)展區(qū)的核心位置-中關村永豐高新技術產業(yè)基地的東北角。規(guī)劃用地位于海淀區(qū)永豐鄉(xiāng)，南起北清路，北至豐潤東路，西起永豐東環(huán)路，東至代征綠地。建設單位為北京德成興業(yè)房地產開發(fā)有限公司，建筑結構設計由北京市建筑設計研究院有限公司完成，勘察單位為北京市地質工程勘察院。永豐嘉園2組團項目包括2-1#2-16#住宅樓、S5設備用房及聯(lián)體地下車庫，剪力墻及框架結構，筏型基礎。201、202、204208號樓及地下車庫的±0.000相當于絕對標高44.500m，基礎墊層底標高為-12.56m；203、209、210號樓的±0.000相當于絕對標高44.800m，基礎墊層

3、底標高為-12.56m；211216號樓的±0.000相當于絕對標高45.000m，其中樓座部分基礎底標高為8.01m，車庫部分基礎為-8.01-8.21m。二 場地地質條件簡介根據(jù)勘察報告，勘探深度范圍內的地層劃分為人工堆積層、第四紀沉積層，各地層如下表。 表1地層說明表成因年代地層編號巖性名稱各大層層頂標高（m）各大層層厚（m）顏色濕度密度人工填土層房渣土45.1843.223.701.50雜稍濕濕稍密中下1粘質粉土、粉質粘土填土黃褐稍濕濕稍密中下第四紀沉積層（Qal+pl）砂質粘土、粘質粉土43.1740.204.201.00褐黃濕很濕中下中上1粉質粘土、粘質粉土褐黃濕很濕稍密

4、中下粉質粘土、粘質粉土40.0838.345.003.10灰黃灰很濕中下中密1砂質粘土、粘質粉土灰黃灰很濕中密密實細沙、粉砂35.8834.104.301.30褐黃淺灰很濕中密密實粘質粉土31.9630.724.901.80黃灰灰很濕中下中密1粘質粉土、砂質粘土黃灰灰很濕中密密實粘質粉土27.4626.635.601.40褐黃很濕中密1粘質粉土、砂質粘土褐黃很濕中密密實根據(jù)勘察報告，地面下22.0m深度內可以觀測到1層地下水。本工程地下水類型為承壓靜止水，含水層主要為細沙、粉砂層，該層地下水在擬建場區(qū)內連續(xù)分布，水位埋深-7.3m-9.5m，水位標高在34.90m36.98m。補給來源主要是地

5、下徑流、大氣降水和地表水補給，并以地下徑流和人工開采為主要排泄方式。三 方案編制依據(jù)3.1 業(yè)主提供的資料(1) 永豐嘉園2組團項目地下結構圖（北京市建筑設計研究院有限公司 2014年7月；(2) 永豐嘉園2組團巖土工程勘察報告（北京市地質工程勘察院 2006-118（8）；3.2 規(guī)范規(guī)程及標準如下表3-1類別名 稱編 號國標建筑地基與基礎工程施工質量驗收規(guī)范GB 50202-2002建筑施工組織設計規(guī)范GB/T 50502-2009混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范GB 50204-2002建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范GB 50497-2009建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準GB 50300-2001

6、行業(yè)標準建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 1202012建筑樁基技術規(guī)范JGJ 94-2008施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范JGJ 46-2005鋼筋焊接及驗收規(guī)程JGJ 182012建筑施工安全檢查標準JGJ 59-2011巖土錨桿（索）技術規(guī)程CECS22:2005建筑工程冬期施工規(guī)程JGJ T104-2011建筑機械使用安全技術規(guī)程JGJ 33-2001地方標準北京地區(qū)建筑地基基礎勘察設計規(guī)范DBJ 11-501-2009建筑施工測量技術規(guī)程DB11/T 446-2007建筑基坑支護技術規(guī)程DB11/489-2007北京市建筑工程施工安全操作規(guī)程DBJ 01-62-2002建筑工程資料管理規(guī)程D

7、B11/695-2009建筑工程施工現(xiàn)場安全資料管理規(guī)程DB11/383-2006建設工程施工現(xiàn)場安全防護、場容衛(wèi)生、環(huán)境保護及保衛(wèi)消防標準DBJ 01-83-2004建設工程監(jiān)理規(guī)程DBJ 01-41-2002四 基坑邊坡支護設計根據(jù)場地標高及支護形式的不同，將基坑支護分為3個剖面，采用土釘墻及樁錨支護結構，經分析計算后，各剖面設計如下：4.1 1-1剖面設計參數(shù)基坑深度12.0m，本剖面為基坑深基礎部分（-12.56m），設計采用樁錨支護結構。具體設計參數(shù)如下：護坡樁設計序號設計項目設計參數(shù)1支護形式樁錨支護2基坑深度12.00m 3樁頂標高44.0m4樁數(shù)313根5樁徑800mm6樁間距

8、1600mm7樁長18.5m（含冠梁高度）8嵌固長度6.5m 9樁身材料C25砼10樁配筋主筋17根20，主筋均勻配置加強筋142000箍 筋8200樁頂冠梁設計序號設計項目設計參數(shù)1冠梁截面800mm×600mm2主筋12203箍筋8200錨桿設計本方案自上而下設計2道錨桿。道數(shù)錨桿標高錨桿長度（m）L自+L錨=L總材料布置形式設計拉力/張拉鎖定腰梁第一道地面下4.0m6+16=223根75一樁一錨350kN/300kN25B工字鋼第一道地面下8.0m6+20=264根75一樁一錨500kN/450kN25B工字鋼說明：1、錨桿鉆孔孔徑：150mm；2、傾角：15°；3、

9、注漿材料：W：C=0.50.55（重量比）素水泥漿；4、所有錨桿均采用低松弛鋼絞線（fptk=1860MPa）。4.2 2-2剖面設計參數(shù)基坑深度7.8m，本剖面為基坑淺基礎部分（-8.21m），設計采用樁錨支護結構。具體設計參數(shù)如下：護坡樁設計序號設計項目設計參數(shù)1支護形式樁錨支護2基坑深度7.8m 3樁頂標高44.0m4樁數(shù)267根5樁徑800mm6樁間距1600mm7樁長12.8m（含冠梁高度）8嵌固長度5.0m 9樁身材料C25砼10樁配筋主筋1720，主筋均勻配置加強筋142000箍 筋8200樁頂冠梁設計序號設計項目設計參數(shù)1冠梁截面800mm×600mm2主筋12203

10、箍筋8200錨桿設計本方案自上而下設計1道錨桿。道數(shù)錨桿標高錨桿長度（m）L自+L錨=L總材料布置形式設計拉力/張拉鎖定腰梁第一道地面下3.5m6+17=233根75一樁一錨370kN/320kN25B工字鋼說明：1、錨桿鉆孔孔徑：150mm；2、傾角：15°；3、注漿材料：W：C=0.50.55（重量比）素水泥漿；4、所有錨桿均采用低松弛鋼絞線（fptk=1860MPa）。4.3 3-3剖面設計參數(shù)基坑深度4.34m，本剖面為基坑南北交接處，設計采用土釘墻支護結構，厚100mm。具體設計參數(shù)如下：部位基坑側壁安全系數(shù)垂直高度（m）放坡系數(shù)坡頂最大堆載（Kpa）3區(qū)1.04.341:

11、0.5710部位土釘層序土釘直徑垂直間距水平間距錨筋直徑錨筋長度3區(qū)一100mm1.3m1.5m201.8m二100mm1.5m1.5m202.8m4.4 5#汽車坡道邊坡施工處理 5#汽車坡道位于基坑東南角，形狀為L型，土方開挖時，坡道南北兩側采用插筋掛網簡易邊坡處理，放坡系數(shù)1:0.6，施工范圍為-8.21-3.827m；-3.827m以上部分施工時根據(jù)現(xiàn)場實際條件，邊坡采取土釘墻或者簡易支護方式進行施工。4.5 樁間處理人工將樁間土修平，在樁間土上鋪掛鋼板網（規(guī)格5×5cm），鋼板網用U型卡子固定，并用橫向14壓網筋固定于樁的兩側，壓筋豎向間距1.5m，當遇到松散土層時采用8鋼

12、筋編鋼筋網替代鋼板網，然后噴射C20混凝土，厚度5cm。4.6 樁頂外2m處理基坑護坡樁和降水井施工及暗埋排水干管鋪設完后，沿冠梁外側修整地面找倒坡（0.02:1），面層采用C15混凝土硬化，每隔3m設置車輛隔離墩，高50cm。4.7 肥槽處理 土方開挖完后，在肥槽范圍內，采用人工挖溝，磚砌排水溝，排水溝尺寸300*400mm，肥槽表面采用C15混凝土進行硬化。排水溝每隔50m設置集水井將水抽入排水干管，避免泡槽。五 基坑降水設計5.1方案的選擇原則及要求（1）確保在土方開挖、基坑邊坡支護及地下結構施工期間對地下水位的要求；（2）確保鄰近建筑及地下管線的安全，防止因降水而引起鄰建基礎出現(xiàn)不均勻

13、沉降；（3）施工工藝快捷有效、經濟合理。5.2方案選擇與設計（1）根據(jù)場區(qū)地質及水文地質條件分析，以粘性土為相對隔水層，按潛水完整井模式計算，采取管井圍降方案，將地下水降至槽底下1.0m以下，以滿足基礎施工的要求。（2）具體降水設計參數(shù)詳見下表，降水井具體布置詳見后附“降水井平面布置圖”。降水管井基本設計參數(shù)降水井類型井徑D（mm）井深H（m）井中心距（m）井 數(shù)n（眼）1-1區(qū)基坑周圍井60020.04.0531-1區(qū)北側周圍井60020.06.0432-2區(qū)基坑周圍井60016.08.0461-1區(qū)回灌井60020.08.0251-1區(qū)疏干井60011.030.0222-2區(qū)疏干井6007

14、.030.012注：基坑邊長尺寸較大，在基坑內布置一定量的疏干井可以減小大井降水半徑，提高圍降降水效果。在完成前期封閉圍降后，疏干井在基坑開挖過程中，跟隨基坑開挖進度，逐節(jié)摘除井管，直到基底為止，保證干槽作業(yè)。管井參數(shù)：管井孔徑：600mm；濾水管：預制無沙管（外徑：400mm，長度：900mm/根）；濾料：干凈濾料（石屑）。針對局部電梯坑、泵坑等基底較深處可能出現(xiàn)底部承壓水的情況，考慮采用局部井點抽排方法。其方法是在深坑中央埋設沙管，深度為坑底下1.5m，然后在沙井內設置潛水泵抽水，在底板施工時埋設止水鋼套環(huán)，底板砼澆筑后，封堵止水鋼套環(huán)，并丟棄該沙井內潛水泵，完成深坑排水。對于坡頂、坡面的

15、排水問題，基坑邊外兩米范圍內采用硬化，并在冠梁頂澆筑高300mm的擋水墻?；油鈧阮A埋300鍍鋅鋼管作為排水干管，排至基坑四周三級沉淀池內。5.3基坑側壁滲水的處理（1）在基坑四周邊坡的含水層底部插入引流管或設置排水管道，將隔水層所托的殘留滯水引入集水井之中抽走。（2）在砂土潛水含水層底部殘留滯水層范圍內可采用超前注漿止水或插入引水管后再進行噴錨處理。（3）采用土釘墻支護的邊坡，在出水大的砂層容易發(fā)生流沙，同時土釘墻難以成孔，造成坍塌。遇到這種情況，應在砂層底板位置設置水平引水管道，即在砂層底板位置的邊坡上留一0.10.3m臺階，于臺階之上挖0.1×0.1m小溝，溝底鋪塑料布，溝內埋

16、設直徑38mm的塑料濾水管，然后填滿礫石濾料，最后噴射土釘墻面板，使之成為暗引流管，相距23m留一個出水口，將水引入集水井。5.4基坑明溝排水處理排水溝沿基坑底四周設置，位于肥槽內，采取人工開挖。排水溝在肥槽中部開挖，磚砌排水溝，溝寬0.3m，溝深0.4m，溝底流水坡度0.1%，每隔50m設置一個集水井，采用水泵將水排入基坑頂部排水主干管。肥槽面層采用C20混凝土進行硬化，確保滲透地下水不影響基礎施工。5.5基坑明溝排水處理 為防止基坑北側已有建筑在抽降水過程中，已有建筑可能出現(xiàn)沉降，為了確保不產生沉降，在管井施工時，于基坑北側，距離基坑8m外，設置回灌井，井深同現(xiàn)有降水井。5.6抽排水系統(tǒng)設

17、計（1）降水泵型號：QX6-30-1.1，潛水泵。（2）抽排水系統(tǒng)設置：在基坑四周，每50.0m設一只集水箱，潛水泵抽出的地下水通過排水干管集中到集水箱中，每個集水箱中，安放大排量水泵，將地下水由排水干管通過沉淀池沉淀后集中排放到指定市政管道。沉淀池剖面示意圖降水井設計計算書本場區(qū)含水層主要為細中砂層，含水層厚度約為3m，該層滲透系數(shù)較大。（1）計算基坑涌水量 計算基坑等效半徑（r0）：r0=100m式中：r0基槽等效半徑（m）； 確定降水影響半徑（R）： R=2S=24=51m式中：R降水影響半徑（m）； S降水深度（m）； H含水層厚度（m）； K含水層滲透系數(shù)（md）；（取10m/d）

18、基坑涌水量（Q）Q=1227（m3/d）（2）單井出水能力q=120rsl=120=140(m3/d)式中:q單井出水量； rs過濾器半徑（m）； l過濾器浸沒長度（m）；（取0.85m）k含水層滲透系數(shù)（m/d）。 （3）確定降水井深度 Hw=Hw1+Hw2+ Hw3+ Hw4+ Hw5+ Hw6式中：Hw降水井深度（m）； Hw1基坑深度（m）； Hw2降水水位距離基坑底要求的深度（m）；（取1.0m） Hw3Hw3=ir0；i為水力坡度，在降水井分布范圍內宜為1/101/15；r0為降水井分布范圍的等效半徑或降水井排間距的1/2（m）；（Hw4=ir0=1001/15=5.7m） Hw4

19、降水期間的地下水位變幅(m)；（取0.5m） Hw5降水井過濾器工作長度；（取0.85m） Hw6沉砂管長度（m）。（取0.5m）。Hw =12+1.0+5.7+0.5+0.85+0.5=20.55；井深取20m?；又ёo方案1-1計算書- 支護方案 1-1-排樁支護- 基本信息 -內力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術規(guī)程 JGJ 120-99基坑等級一級基坑側壁重要性系數(shù)01.10基坑深度H(m)12.000嵌固深度(m)6.500樁頂標高(m)0.000樁直徑(m)0.800樁間距(m)1.600混凝土強度等級C25有無冠梁 有 冠梁寬度(m) 0.800 冠梁高度(m) 0.60

20、0 水平側向剛度(MN/m) 0.000放坡級數(shù) 0超載個數(shù) 1- 超載信息 -超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)120.0000.0002.0002.000- 土層信息 -土層數(shù) 4坑內加固土 否內側降水最終深度(m)15.000外側水位深度(m)22.000內側水位是否隨開挖過程變化是內側水位距開挖面距離(m)0.000彈性法計算方法m法- 土層參數(shù) -層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土2.5020.0-10.0015.002粉土7.8019.0-20.0030

21、.003細砂3.2019.0-0.0030.004粉土11.5019.018.020.0030.00層號與錨固體摩粘聚力內摩擦角水土計算m值抗剪強度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)120.0-8.00-255.0-34.00-360.0-34.00-455.018.0020.00分算30.00- 支錨信息 -支錨道數(shù)2支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長錨固段道號 (m)(m)(°)(m)長度(m)1錨桿1.6004.00015.0022.0017.002錨桿1.6004.00015.0026.0020.00支錨預加力支錨剛度錨固體工況抗拉力道號

22、(kN)(MN/m)直徑(mm)號(kN)1350.0015.0015021.002500.0015.0015041.00- 土壓力模型及系數(shù)調整 -彈性法土壓力模型:經典法土壓力模型:層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力 調整系數(shù)調整系數(shù)調整系數(shù)最大值(kPa)1雜填土合算1.0001.0001.00010000.0002粉土分算1.0001.0001.00010000.0003細砂合算1.0001.0001.00010000.0004粉土分算1.0001.0001.00010000.000- 設計結果 - 結構計算 -各工況：內力位移包絡圖：地表沉降圖：- 冠梁選筋結果 -

23、 鋼筋級別選筋As1HRB4008E20As2HRB4004E20As3HRB300d8200- 截面計算 - 截面參數(shù) 樁是否均勻配筋 是 混凝土保護層厚度(mm)50樁的縱筋級別HRB400樁的螺旋箍筋級別HRB400樁的螺旋箍筋間距(mm)200彎矩折減系數(shù)0.85剪力折減系數(shù)1.00荷載分項系數(shù)1.25配筋分段數(shù)一段各分段長度(m)18.50 內力取值 段內力類型彈性法經典法內力內力號 計算值計算值設計值實用值1基坑內側最大彎矩(kN.m)229.97339.21268.78268.78基坑外側最大彎矩(kN.m)207.32155.45242.31242.31最大剪力(kN)312.

24、15220.50429.21429.21段選筋類型級別鋼筋實配計算面積號 實配值(mm2或mm2/m)1縱筋HRB40017E2053412513箍筋HRB300d8200715605 加強箍筋HRB400E142000154- 整體穩(wěn)定驗算 -計算方法：瑞典條分法應力狀態(tài)：總應力法條分法中的土條寬度: 0.40m滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 2.002圓弧半徑(m) R = 16.487圓心坐標X(m) X = -2.518圓心坐標Y(m) Y = 9.649- 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 -抗傾覆安全系數(shù):Mp被動土壓力及支點力對樁底的彎矩, 對于內支撐支點力由內支撐抗壓力 決定;對于錨桿或

25、錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。Ma主動土壓力對樁底的彎矩;注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m) 1 錨桿 213.500 275.380 2 錨桿 213.500 342.184Ks = 1.981 >= 1.200, 滿足規(guī)范要求?；又ёo方案2-2計算書- 支護方案 2-2 -排樁支護- 基本信息 -內力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術規(guī)程 JGJ 120-99基坑等級一級基坑側壁重要性系數(shù)01.10基坑深度H(m)7.800嵌固深度(m)5.000樁頂標高(m)0.000樁直徑(m)0.800樁間距

26、(m)1.600混凝土強度等級C25有無冠梁 有 冠梁寬度(m) 0.800 冠梁高度(m) 0.600 水平側向剛度(MN/m) 0.000放坡級數(shù) 0超載個數(shù) 1- 超載信息 -超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)120.0000.0002.0002.000- 土層信息 -土層數(shù) 4坑內加固土 否內側降水最終深度(m)10.000外側水位深度(m)7.500內側水位是否隨開挖過程變化否彈性法計算方法m法- 土層參數(shù) -層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土2.5018

27、.0-10.0015.002粉土7.8018.010.020.0030.003細砂3.2020.010.0-4粉土11.5018.08.0-層號與錨固體摩粘聚力內摩擦角水土計算m值抗剪強度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)120.0-8.00-255.020.0030.00分算34.00-360.00.0030.00分算15.00-455.020.0030.00分算8.00- 支錨信息 -支錨道數(shù)1支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長錨固段道號 (m)(m)(°)(m)長度(m)1錨桿1.6003.50015.0023.0017.00支錨預加力支錨剛度錨固體工況抗拉力道號(kN)(MN/m)直徑(mm)號(kN)1370.0015.0015021.00- 土壓力模型及系數(shù)調整 -彈性法土壓力模型:經典法土壓力模型:層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力